基于N-1准则的中压配电线转供能力实用测算分析

为了确定配电网中压馈线之间的负荷转供情况,结合线路的最大负荷电流、允许载流量和多种约束条件,提出了基于“N-1”准则的负荷转供实用测算和分析方法。在了解馈线联络情况的基础上,确定由单馈线或多馈线承担负荷转供的可能性;在满足多种约束条件下,计算、分析并获得馈线首端故障后的转供负荷容量和多种转供方案。通过对变电站各回馈线转供数据进行汇总,可以得出变电站不同故障情况下的负荷损失率。经过实际配电网转供的工程应用,验证了测算分析方法的实用性和有效性。     

中压配电网接线模式的N-1准则评估分析

配电网规划和配电自动化发展所面临的一个重要问题是选择合理的配电网接线模式,为此根据中压配电网接线原则及技术要求,应用配电网"N-1"安全准则,对中压配电网闭环设计、开环运行的典型接线模式进行了分析;提出了基于"N-1"安全准则的配电网主变压器及线路故障后重构的实用评估分析方式和方案,开发了相应的评估分析应用软件,对城市实际中压配电网进行了"N-1"安全准则评估分析。由评估分析可见,多分段、多联络的馈线接线方式既能提高供电可靠性,又能有效地利用主变压器容量,提升中压配电网供电能力。     

基于有序树拓扑的配电网转供能力分析及网络重构方法

配电网广泛采用多分段、多联络结构,在提高了供电可靠性的同时,也增加了配网运行方式更加灵活复杂,因此,根据配电网实时运行负荷状况,分析配电网分区段转供能力,对配电网调控运行及风险预控有重要的意义。结合配电网多分段多联络结构与灵活的运行方式,提出基于有序树拓扑的配电网转供能力分析及网络重构方法。将配电网的分段联络结构简化为有序树模型;采用直流潮流模型,对配电网有序树模型开展动态拓扑分析,分区段计算N-1情况下通过线路间联络可恢复的区间;以联络线路负载均衡为目标,建立网络重构优化的线性规划模型,实现多联络配电网的优化重构。实际案例分析结果证明了方法的有效性和实用价值。     

考虑多次转供的配电网最大供电能力评估方法

最大供电能力是配电网发展规划的重要参考数据,现有评估方法未考虑多次转供,评估结果偏于保守,不能适应配电网自动化发展趋势。鉴于此,提出一种考虑多次转供的配电网最大供电能力评估模型。首先基于路径描述方式,建立负荷的供电路径集。然后以路径的通断状态为变量,以系统负荷之和最大为目标函数,以配电网N-1安全校验准则为约束条件,建立了配电网最大供电能力评估模型。最后采用粒子群算法求解该问题,并设计了粒子N-1校验不通过时的罚函数。算例证明,该方法可以充分挖掘配电网的供电潜力,同时可以针对各类主变故障提出相应的失电负荷转供策略,破解了传统评估方法的局限性。     

实现可靠自动转供的城市配电网改造规划

分析了目前中压配电网环网线路转供率不高的成因,提出了在中区内通过支路联络开关优化部分负荷的接入点、降低主干馈线负载率,以最小的改造代价即可满足转供安全校验条件的规划策略。以此构建了基于Distflow潮流的辐射状配电网馈线负荷均衡优化模型,满足馈线对"N-1"负荷校验约束及网络拓扑约束。通过二阶锥松弛技术对该混合整数非凸非线性规划进行凸松弛,使原问题转化为可高效求解的混合整数二阶锥问题进行求解。为验证该模型的可行性与有效性,采用68节点和34节点配电系统对该模型进行了仿真测试,表明仅通过重构的手段即可使馈线满足联络开关自动转供的要求,并在一定程度上提高了配电网运行的经济性。     

基于柔性多状态开关的主动配电网负荷在线紧急转供策略

配电网故障后,传统基于联络线的负荷转供方法存在停电转供、容易引起非故障线路过负荷等诸多问题。近年来出现的一种配电灵活交流输电(DFACTS)设备——智能软开关为上述问题的解决提供了契机。依托其对多条相连线路功率的柔性调节能力,提出了一种兼顾故障馈线残余负荷以及非故障馈线安全运行约束的负荷快速在线转供策略。首先建立了线路末端功率和各节点电压的关系,设置满足配电网正常运行状态的约束条件;在此基础上,以最大负荷转供量为上层目标函数,以电压偏差最小为下层目标函数,在约束范围内进行求解,获取最优潮流分配方法。最后针对上述最优潮流可能影响非故障馈线的安全运行的特殊场景,提出了在保证正常线路安全运行前提下最大程度保全待转供负荷的紧急切负荷策略和实现方案。依托大江东工程实际拓扑结构,搭建了基于PSCAD-MATLAB的联合仿真平台。结果表明,所提出的方案能够实现负荷的不断电在线转供。     

考虑中区重新划分的中压配电网改造规划

针对目前中压配电网环网线路自动转供率不高的问题,提出打破原有配电网中区限制,对中区进行重新划分后再行改造的规划策略,在新划分的中区范围内通过重构与分支层扩展并举的方法优化部分分支负荷的接入点,实现降低主干馈线负载率、满足转供安全校验条件的目的。基于Distflow潮流方程构建考虑中区重新划分的城市配电网扩展与重构改造模型,该模型满足中区划分约束、"N-1"负荷校验约束及网络拓扑约束要求。采用二阶锥松弛技术对该混合整数非凸非线性规划进行凸松弛,使原问题转化为可高效求解的混合整数二阶锥问题。采用Portugal 54节点配电网对所提模型进行仿真测试,结果表明中区的重新划分使配电网改造在有序的基础上更为灵活,改造后的馈线满足联络开关自动转供的要求,提高了网架整体的可靠性。     

高中压配电网的一体化安全性校验方法

现有配电网安全性分析一般针对中压配电网和高压配电网分别进行,按此原则规划可能造成两级电网重复备用,为此,提出了高中压配电网一体化安全性校验方法。首先,简要介绍高、中压配电网N-1安全性校验的基本原理;其次,考虑高压配电网发生故障时下级中压配电网的转供能力,提出N-1后高中压配电网一体化负荷转供原则;然后,建立了高中压配电网一体化安全性校验模型;最后,结合算例对所提方法进行验证。结果表明,当高压配电网N-1后缺乏高压转供路径,或高压网负荷转供能力有限时,一体化安全校验可以提高配电网的安全性。在传统高压配电网安全校验不通过的情况下,利用中压配电网的负荷转供能力可以保证用户不停电。此研究能充分利用目前我国城市中压配电网自动化升级后具备的快速负荷转供能力,利用两级电网的配合深度挖掘配电网的安全性潜力。     

含四端SOP有源配电网可靠性和供电能力评估

柔性软开关(soft open points,SOP)具有端口间的功率连续调节功能,可解决配电网与分布式电源协同运行带来的问题,同时可提升系统可靠性和供电能力。针对当前尚且缺乏具体度量手段量化SOP的配置成效问题,提出了考虑可靠性的含四端SOP有源配电网供电能力评估方法。首先,研究了四端SOP的接入拓扑和组网模式,分析了四端SOP在配电网正常运行和故障恢复过程中的控制模式;其次,结合馈线分区理念,研究了四端SOP对配电网故障后不同馈线分区停电时间的影响,构建了含四端SOP有源配电网的故障模式影响分析和负荷削减与转供模型,并提出了可靠性评估方法;再次,以可靠性为约束,建立了含四端SOP有源配电网供电能力评估模型,并提出了求解方法。最后,通过算例验证了所提方法的有效性和实用性。     

基于有向图的配网供电能力实用计算方法

计及N-1准则的配网供电能力在计算时需考虑站内供电能力和站间负荷转移能力。基于配电网"闭环设计、开环运行"的特点,采用有向图模型描述站间联络关系并进行分析计算。首先,引入理想一供一备结构的概念及其有向图形式,提出联络馈线可根据转供方式拆分为理想一供一备结构的集合。然后,依据实际配网运行要求给出不同接线模式下联络馈线的分解方法,从而实现负荷转移时馈线容量约束的解耦,将复杂配电网化简为清晰直观的有向拓扑结构图。最后,基于有向图描述的配电网建立了供电能力计算模型,通过算例证明了方法的实用性和有效性。     

基于联络关系的主变故障负荷转供方案

针对主变故障后负荷转供过程中联络线路容量不足、主变过载等问题,提出了一种基于联络关系的主变故障负荷转供方案。该方案在配电网正常运行情况下,利用简化的网络拓扑关系形成主变联络关系矩阵及负荷转移区域,当主变因故障或检修退出运行时,基于负荷转移小区容载比对故障主变负荷进行"按需分配"。在分配的过程中,充分计及了联络线路及主变容量约束条件,分别设计了次级负荷转供策略及二次转供策略。算例结果表明,该方案有效地提高了配电网设备利用率和负荷转供能力,同时,使负荷转供后配电网中的负荷分布更加均衡。     

考虑需求响应的馈线可开放容量评估

需求响应是调节用户负荷的重要手段,通过削峰填谷可以有效削减系统的高峰负荷,进而接纳更多的用户进入系统,为此有必要开展考虑需求响应的馈线可开放容量评估研究.分析不同类型的需求响应对馈线可开放容量的影响;根据不同需求响应的实施机制,建立以用户收益最大为目标的响应模型;基于馈线分段转供,综合考虑需求响应及实际负荷分布,建立馈线可开放容量评估模型;根据算例对比分析不同类型的需求响应对可开放容量的影响及作用机理.结果表明考虑需求响应可以有效降低系统在负荷高峰时的备用容量和N-1故障时的负荷转供压力,充分挖掘馈线的可开放容量.     

一种适用于规划网架的配电网可靠性评估

提出了规划网架的配电网可靠性分析算法。假设规划网架的负荷均匀分布,分支线长度均等化,使到网架数据的存储量小,计算速度快。在考虑容量约束的转供条件下,把配电网馈线分为主干段、主干段连接件、分支线和配变四部分,对各部分故障引起的可靠性指标变化进行分析,建立一种适用于规划网架的可靠性快速评估算法。该算法给出了馈线可靠性计算公式以及流程图。算例选取5回馈线进行测试,计算结果和故障后果分析法的结果误差在4%之内,证明了该算法的快速性和有效性。     

考虑转供与重构协同的多端柔性互联配电网供电恢复策略

柔性互联装置（FID）实现配电网不同馈线之间的柔性互联,可实现故障后配电网的快速恢复供电。该文以含直流网络的四端柔性互联配电网为研究对象,提出基于FID和网络重构的多端柔性互联配电网两阶段供电恢复策略。首先,在分析FID运行模式工作原理的基础上,提出了故障快速转供的FID平滑控制结构和考虑开关同期并网控制虚拟同步发电机（VSG）控制策略,支撑故障后第一阶段FID的快速供电恢复;然后,通过建立和求解考虑联络开关和FID容量限制的全局优化模型得出FID与网络重构相结合的第二阶段供电恢复策略,更大限度地恢复失电负荷;最后,利用PSCAD/MTDC仿真软件搭建了一个58节点四端含直流网络的柔性配电系统进行仿真验证。结果表明,所述供电恢复策略不仅能实现部分负荷的不停电转供,还能够通过网络重构大幅提高负荷恢复水平。     

基于图论及联系数的复杂配电网可靠性评估

为考虑可靠性参数的不确定性对可靠性评估结果的影响,先将可靠性参数通过区间估计表示成联系数形式。提出了一种新的实现配电网分区的方法,此法在对原始网络节点进行一定方式处理后,通过矩阵分析及运算便能获得分区后区域节点的可靠性参数及其邻接矩阵。采用可达性分析法判断配电网故障后果类型,用warshall算法来求取可达性矩阵,并分析了馈线容量约束对故障后负荷区域节点转供的影响,再结合联系数的运算法则对配电网进行可靠性评估,从而获得联系数形式的可靠性指标。算例结果验证了该方法的正确性和有效性。     

一种改进的变步长LMS谐波电流检测算法

为考虑可靠性参数的不确定性对可靠性评估结果的影响,先将可靠性参数通过区间估计表示成联系数形式。提出了一种新的实现配电网分区的方法,此法在对原始网络节点进行一定方式处理后,通过矩阵分析及运算便能获得分区后区域节点的可靠性参数及其邻接矩阵。采用可达性分析法判断配电网故障后果类型,用warshall算法来求取可达性矩阵,并分析了馈线容量约束对故障后负荷区域节点转供的影响,再结合联系数的运算法则对配电网进行可靠性评估,从而获得联系数形式的可靠性指标。算例结果验证了该方法的正确性和有效性。     

含逆变型分布式电源的配电网保护系统研究

为研究分布式电源的故障穿越运行能力以及大电网解列后与重要负荷重构自愈的运行能力,对逆变型分布式电源(inverter-based distributed generation,IBDG)的故障外特性进行分析,提出了计及IBDG故障特性影响的配电网过电流保护整定计算方法。针对现有配电网的重合闸前、后加速配置及馈线保护切除故障策略,提出适合IBDG接入并能实现其故障穿越运行的馈线保护改进措施。利用MATLAB/Simulink仿真软件对系统进行故障仿真,仿真结果表明该改进方案能够解决IBDG接入后对配电网保护选择性方面带来的问题。     

规划配电网简化方法及其可靠性评估算法

首先对配电网馈线的负荷和长度进行简化假设,并定义了主干线和分支线;在考虑馈线配变容量约束的基础上,提出了转供率计算方法;把配电网馈线分为主干线、分支线和配变,并由此推导出配电网馈线可靠性指标,利用馈线可靠性指标形成配电系统可靠性指标,另外对网架假设进行误差分析。最后分析了规划配电网可靠性评估需要的数据结构;算例证明了对规划配电网假设和该算法的有效性和可行性。     

基于路径描述的馈线分区N-1可装容量计算方法

评估馈线供电能力是保障馈线可靠运行的重要手段。文中提出了一种基于路径描述的馈线分区N-1可装容量计算方法。首先,将同一电压等级配电网以自动/手动开关装置为边界划分馈线分区,视为负荷节点;采用所有负荷节点及其所有可能供电路径的集合描述配电网拓扑结构。随后,以路径状态为变量,建立了馈线N-1安全校验的0-1线性规划模型。针对电网营销部门的实际数据需求,以路径状态和馈线分区可装容量为变量,进一步建立了用于馈线分区N-1可装容量计算的混合整数线性规划模型。最后,以某省会城市实际运行的某一10 k V馈线组为例,验证了所提算法的实用性和有效性。     

基于公共信息模型拓扑收缩的配电网转供能力分析

配电网转供能力是电网可靠性和自愈能力评估的重要指标,其计算的难点主要集中在故障发生或设备紧急停役时恢复非故障区域供电路径的选择上.提出基于公共信息模型(common information model, CIM)对电网进行拓扑分析,实现分支的收缩处理,寻找网络重构的关键节点,实现故障点隔离和非故障区域负荷恢复最大的转供能力算法.以某实际典型电网为例,针对 N?1故障进行配电网转供能力分析与计算,验证了所提算法的有效性